Arduino Integração com bluetooh e SO Android

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Integração entre Arduino, bluetooh e SO Android para o Ensino da 
Computação: Um Estudo de Caso 
 
 
 
FIGUEIRO, Ariane Nancy1 
PENIDO, Laís de Castro 2 
COSTA, Wesley de Toledo3 
 
Resumo – A área da tecnologia é fascinante e de fundamental importância para o 
desenvolvimento de um país, pois todas as atividades do ser humano dependem 
diretamente da TI. Entretanto, por ser uma área que exige raciocínio lógico abstrato é 
considerada difícil. Visando a desmistificar esse tema, este projeto tem por objetivo 
apresentar uma proposta de ensino lúdico da computação através da organização e 
montagem do protótipo de veículo totalmente controlado via smartphone. O objeto utilizado 
para experimento neste projeto é um carro (em miniatura) automatizado e controlado via 
bluetooth para a sincronização entre o microcontrolador Arduino e bluetooth instalados no 
carro e um smartphone com SO Android. O ambiente de programação utilizado foi o 
Appinventor. É importante destacar que a experiência praticada durante o 1º semestre do 
curso de Ciência da Computação foi enriquecedora, pois possibilitou que os estudantes 
buscassem o próprio conhecimento, conforme preconiza as modernas metodologias de 
ensino. 
Palavras-chave: Tecnologia, Conhecimento, Prática. 
 
 
 
 
 
 
 
1
 Graduando em Ciências da Computação – Unisal / Lorena 
2 Graduando em Ciências da Computação – Unisal / Lorena 
3 Professor Orientador 
 
 
ABSTRACT 
The area of technology is fascinating and extremely important for the development of a 
country, because all human activities depend directly on IT. However, being an area that 
requires logical abstract reasoning is considered difficult. Aiming to demystify this topic, this 
project aims to present a playful teaching proposal computing by organizing and assembling 
the prototype vehicle fully controlled via smartphone. The object used to experiment in this 
project is a car (miniature) automated and controlled via Bluetooth for synchronization 
between the Arduino microcontroller and Bluetooth installed in the car and a smartphone 
with Android OS. The programming environment used was AppInventor. Importantly, the 
experience practiced during the 1st semester of the Computer Science course was 
enriching, because it allowed students to seek knowledge itself, as recommended by the 
modern teaching methods. 
Keywords: Technology, Knowledge, Practice. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
Atualmente, o mundo vem passando por um período de evolução na área da 
robótica e sua integração com a eletrônica. Roberts (2011) atenua que há vários 
componentes novos que são utilizados para customizar e baixar os custos de projeto; um 
desses é o Arduino. Para despertar a curiosidade, conhecimento e aprofundamento nos 
estudos que envolvem a robótica e a eletrônica, escolhemos a construção de um carrinho 
baseado na plataforma Arduino, controlado por uma aplicação em Appinventor, rodando 
em um dispositivo Android. 
Para o site Azega.com, o Arduino, é uma plataforma de prototipagem eletrônica, 
usando um microcontrolador Atmel AVR programado em Wiring, uma linguagem derivada 
de C/C++. O objetivo do Arduino é criar soluções baratas, flexíveis e fáceis de usar, 
possibilitando assim que universitários desenvolvam projetos para conhecimentos. 
O grande diferencial do Arduino é a possibilidade de integração de módulos para 
as mais diversas funções, desde os mais variados sensores, módulos para comunicação e 
acionadores. A integração do Arduino ao Android permite a criação de um projeto 
extremamente diversificado, já que a grande maioria dos Smartphones com Android possui 
uma gama de recursos semelhantes aos encontrados em módulos para o Arduino. Como 
podemos ver na citação a seguir, Simon Monk diz que o Arduino e o Android são a 
combinação perfeita para projetos que envolvem a Robótica e o usuário: 
O arduino é constituído de diversos circuitos eletrônicos que permitem a conexão de 
coisas entre si. Entretanto, pouco oferece para permitir a interação com um usuário 
ou a conexão sem fio. Por outro lado, o Android oferece muitos recursos de 
interação, mas nenhum recurso de conexão direta com circuitos eletrônicos. A 
combinação dos dois permite que um projetista construa grandes coisas! (MONK, 
SIMON, 2014, p. 02) 
 
No decorrer do trabalho, serão demonstrados os conhecimentos adquiridos com a 
construção do carrinho, o desenvolvimento dos seus algoritmos em C/C++, todas as 
funções que podem ser integradas do Android ao Arduino, a construção da aplicação que 
faz a integração entre o carrinho e o usuário, e também as funcionalidades das ferramentas 
utilizadas para a construção do projeto. 
 
 
 
 
2. Metodologia 
A metodologia é um processo de fundamentação tanto teórica quanto de afirmação 
ou negação da teoria na prática, e seu vasto horizonte apresenta ao pesquisador inúmeras 
possibilidades de realizar as fundamentações necessárias para seu trabalho. 
A pesquisa bibliográfica procura explicar um problema a partir de referências 
teóricas publicadas (em livros, revistas, etc.). Pode ser realizada 
independentemente, ou como parte de outros tipos de pesquisa. Qualquer espécie 
de pesquisa, em qualquer área, supõe e exige uma pesquisa bibliográfica prévia, 
quer para levantamento da situação da questão, quer para fundamentação teórica, 
ou ainda para justificar os limites, e contribuições da própria pesquisa. 
(RAMPAZZO, 2004, p. 53) 
 
Metodologia científica é a prática e o estudo das ferramentas necessárias para a 
realização de trabalho de pesquisa, através da pesquisa e redação com embasamentos 
científicos elaborados segundo normas científicas vigentes. Independentemente da 
pesquisa que se propõe a realizar, o pesquisador deverá saber implicitamente que o 
processo de levantamento dos dados deve passar por várias fontes. Para a realização de 
um trabalho científico, fundamentado e pautado em fontes confiáveis. 
Neste trabalho, foram utilizadas várias formas de pesquisa, tais como: sites, livros e 
vídeos. Foram utilizadas como base para início do projeto as instruções dadas pelo 
professor para a criação de um “carrinho” com a placa de Arduino e se possível a 
construção, movimentação e controle. Este grupo optou por pegar um carrinho de controle 
remoto original, já existente, porém o mesmo não funcionava, com isso foi iniciado o 
trabalho, com o intuito de colocá-lo para funcionar a partir do uso da placa Arduino e 
controle pelo celular. Para que isso fosse possível foram feitas várias pesquisas sobre 
robótica para entender o funcionamento do carrinho e como seriam feitas as ligações nas 
placas e programação para poder fazer o controle a partir do uso do Arduino. 
 
 
3. Fundamentação teórica 
 
3.1. Arduino 
No site arduino.cc, encontramos sua definição como um conjunto de ferramentas 
que possibilitam a criação de aparelhos eletrônicos. Surgiu em 2005, na cidade de Ivrea na 
Itália; seu hardware é feito através de um microcontrolador. É muito usado no 
desenvolvimento de objetos interativos independentes. 
O arduino é uma pequena placa de microcontrolador que contém uma conexão 
USB, tornando possível a ligação com um computador. Além disso, contém diversos 
terminais que permitem a conexão com dispositivos externos, como motores, reles, 
sensores luminosos, diodos a laser, alto falante, microfones e outros. Eles podem 
ser energizados pelo computador através do cabo USB, por uma bateria de 9v ou 
por alguma outra fonte de alimentação. Um arduino pode ser controlado diretamente 
pelo computador ou, então, pode trabalhar de forma autônoma. Neste caso, ele é 
primeiroprogramado pelo computador através da conexão USB e, em seguida, 
desconectado desse computador. (MONK, SIMON,2014, p.43). 
A Figura 1 apresenta detalhes do microcontrolador Arduino. 
 
Figura 1- Arduino UNO 
Fonte: www.google.com 
 
Ele é tanto um software quanto um item básico de hardware. Ao mesmo tempo em 
que ele é um SDK (kit de desenvolvimento de software), é também um ADK (kit de 
desenvolvimento de acessório). 
A ideia é possibilitar que desenvolvedores criem aplicativos específicos para rodar 
em um circuito eletrônico básico. Como Gomes (2014) salienta que a partir de tais circuitos, 
o Arduino possibilitará a criação de gadgets e eletrônicos de alta qualidade. A linguagem de 
programação utilizada no Arduino é a linguagem C e C++, que é uma linguagem muito 
tradicional e conhecida. 
Por possuir hardware livre, há vários modelos de Arduino Uno como, por exemplo, 
a BlackBoard v1.0 utilizado nesse trabalho. A BlackBoard v1.0 é fabricada pela empresa 
RoboCore. 
 
Figura 2 - Arduino Uno BlackBoard v1.0 – 
Fonte –site:https://www.robocore.net/modules.php?name=GR_LojaVirtual&prod=530 
 
A BlackBoard é composta por um microcontrolador (ATmega328), 14 pinos de 
entrada/saída, 6 pinos de entradas analógicas, memórias (FLASH, SRAM e EEPROM) e 
mantém sua temperatura de operação entre 10°C a 60°C. Na citação abaixo, as 
especificações do fornecedor da BlackBoard; 
 
Suporta maior drenagem de corrente elétrica em seu pino de 5V (suporta um maior 
número de periféricos ligados a ela, sem resetar); 
Os LEDs de comunicação TxRx estão dispostos no canto da placa, próximo ao 
botão de reset, o que permite verificar facilmente se existe uma comunicação serial 
quando um shield é colocado sobre a placa; 
Possui um LED vermelho para indicar se a fonte usada está com polaridade 
invertida, sistema também que não permite o funcionamento da placa caso a tensão 
de entrada esteja invertida; 
A conversão do sinal do computador para o ATmega328 é feita através de um chip 
FTDI, o mesmo usado na precessora do Arduino UNO, a ArduinoDuemilanove. Este 
chip é mais robusto e confiável que o microcontrolador usado na conversão de 
sinais usado na placa Arduino UNO. Esta vantagem faz com que não existam mais 
problemas de compatibilidade de driver da placa com os diversos sistemas 
operacionais, como Windows 8; 
Ela possui acesso direto ao ATmega328 via conector para Placa FTDI, ou seja, se 
por algum motivo o chip FTDI parar de funcionar a placa não precisa ser 
descartada, pode continuar sendo gravada externamente; 
Fabricada no Brasil - adquirindo esta placa você apoia a indústria brasileira; 
Garantia de 6 meses para defeitos de fabricação; 
Ela leva as já consagradas cores da RoboCore, e tem um preço mais acessível! 
(Fonte: ROBOCORE (2016)) 
 
 
Além do BlackBoard, têm vários os modelos de arduino já no mercado e cada vez 
mais vem surgindo outros com mais funcionalidades. 
 
 
3.2. Google App Inventor 
Google AppInventor é uma ferramenta desenvolvida pela Google que permite a 
criação de aplicativos para smartphones que rodam o sistema operacional Android, sem 
que seja necessário grande conhecimento em programação, com uma interface simples e 
fácil de usar, possibilitando até mesmo usuários comuns de lançarem seus aplicativos. 
Graças ao recurso drag and drop, a programação das aplicações acontece de forma 
simples e intuitiva. 
Segundo ao site do App Inventor o Google App Inventor funciona em uma interface 
WYSIWYG. 
 
App Inventor funciona em uma interface WYSIWYG (WhatYouSeeIsWhatYouGet), 
que te ajuda a ver, automaticamente, os resultados da sua aplicação, na tela. Seu 
funcionamento é bem simples. O usuário segue os componentes visuais associados 
aos blocos de códigos, para personalizar o aplicativo. 
É possível reunir recursos simples, como um quebra-cabeça: botões, caixas de 
texto, imagens, sons, geolocalização, seleção de contato ou de número de telefone, 
acesso a um mini banco de dados, scanner de código de barras, etc. (App Inventor, 
2015) 
 
Na Figura 3 é apresentada a interface do Google App Inventor visto que é de fácil 
utilização, pois em poucos cliques é encontrado os acessórios para desenvolvimento de um 
aplicativo simples ou até mesmo complexo. 
 
Figura 3- Google App Inventor 
Fonte -site: http://ai2.appinventor.mit.edu/ 
 
3.4. Ponte “H” 
Ponte H é um dispositivo que auxilia na criação ou aprimoramento de projetos 
voltados a robótica, pois ela é capaz de controlar motores e corrente continua diretamente 
a partir de sinais elétricos, permitindo assim que possam ser controlados os comandos de 
velocidade e direção. 
Apesar de não ser tão conhecida, um dos circuitos mais importantes na elaboração 
de sistemas automatizados é a ponte H. Trata-se de um circuito utilizado para 
controlar um motor DC a partir de sinais gerados por um microcontrolador. Devido à 
disposição dos seus componentes, torna-se extremamente fácil selecionar o sentido 
da rotação de um motor, apenas invertendo a polaridade sobre seus terminais. 
Também é importante para a utilização com circuitos digitais, pois como os sinais de 
saída dos micros controladores não suportam a corrente necessária e nem 
possuem a tensão adequada para acionar um motor, é necessária uma unidade de 
potência que possa alimentá-lo convenientemente. (PATSKO, 2006, p. 01). 
 
Na figura 4 é mostrado o funcionamento da Ponte H. 
 
Figura 4 - AECX ROBÓTICA – 
Fonte: http://aecxrobot.blogspot.com.br/p/aula-10-ponte-h.html 
 
Uma ponte H de forma básica é composta por 4 chaves mecânicas ou eletrônicas 
que ficam em uma posição formando a letra "H", sendo que cada chave se localiza num 
extremo e o motor fica posicionado no meio 
Segundo Arduino e Cia, algumas Pontes H são equipadas com o circuito integrado 
L298 que permite ser controlado 2 motores DC ou 1 motor de passo. Este módulo permite 
que controle não só os sentidos de rotação do motor, mas também permite ser controlada a 
velocidade. 
Na figura 5 a seguir é o exemplo de Ponte H que usamos em nosso projeto: 
 
Figura 5 - Hobby Components – 
Fonte: http://hobbycomponents.com/ 
 
3.5. Protoboards 
Protoboards, também conhecidas como matrizes de contatos contêm orifícios 
divididos em linhas e em colunas e são constituídas por uma régua plástica como base, 
onde os orifícios são destinados a conexão de componentes eletrônicos externos, cabos de 
alimentação leds, sensores, buzzers, módulos bluetooth, entre outros. As protoboards são 
extremamente utilizadas por desenvolvedores de hardwares livres pela sua praticidade no 
desenvolvimento de protótipos, substituindo assim uma placa de circuito impresso 
definitivas. 
Na parte inteira da protoboard existem ligações determinadas que interconectem os 
orifícios. A régua é dividida por uma cavidade central em duas partes iguais, veja a Figura 
6. Os orifícios da primeira coluna representados pelas letras A, B, C, D e E não estão 
internamente conectados aos orifícios da segunda coluna representados pelas letras F, G, 
H, I e J. As colunas um e dois também possuem um sistema de alimentação independente, 
cujos orifícios da linha são representados pelos sinais de + (positivo) e – (negativo). (As 
linhas são eletricamente independentes, não há conexão elétrica entre os furos de uma 
linha e de outra.) 
 
 
Figura 6 - Protoboard – 
Fonte: http://www.eletronicadidatica.com.br/protoboard. 
 
 
Para conectar dois ou mais componentes basta inserir o terminal correspondente 
de cada um nos furos de uma mesma coluna ou linha (As linhas são utilizadas para a 
alimentação do circuito). 
 
 
Figura 7 - Programa Fritzing – 
 Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
As Protoboardssão especificamente projetadas para a realização de montagem de 
protótipos e possuem limitações práticas como: baixa capacidade de corrente (cerca de 1A) 
susceptibilidade a ruídos, interferências, entre outros fatores. 
 
3.6. Bluetooth 
Para interação entre o Arduino e o aplicativo Android, foi necessário a instalação de 
um módulo Bluetooth compatível no sistema, o módulo suporta tanto o modo mestre 
(Master) que permite que se conecte a outros dispositivos bluetooth como o modo escravo 
(Slave) que apenas aceita conexões de outros dispositivos. 
 
 
Figura 8- Módulo Bluetooth 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
Este módulo possui alcance de até 10m. Na placa existe um regulador de tensão 
e um LED que indica se o módulo está pareado com outro dispositivo e pode ser 
alimentado com 3.3 a 5v. 
3.7. Android 
Novato (2015) descreve o Android como um sistema operacional que foi criado 
baseado no funcionamento do Linux, que é utilizado em: celulares, notebooks e tablets. Foi 
criado por uma equipe que recebeu o nome de Open Handset Alliance na qual também 
participou a empresa Google. 
 
Figura 9 – Android 
Fonte: http://www.significados.com.br/foto/android_sm.jpeg 
 
O seu funcionamento é igual aos outros sistemas operacionais, como por exemplo, 
o WINDOWS, no qual a função é poder controlar/gerenciar os processos operacionais de 
aplicativos e de hardwares para que possam funcionar perfeitamente, o seu objetivo 
principal é poder facilitar o uso de diversos tipos de equipamentos, proporcionando para os 
usuários uma maneira mais simples de uso e fazendo com que tudo funcione 
perfeitamente, desde uma função mais simples a uma mais complexa. 
No mercado podemos encontrar diversos tipos das versões do Android, como por 
exemplo: 
 
Figura 10 - Android 
Fonte: http://www.oficinadanet.com.br/post/13849-o-que-e-android 
 
4. Desenvolvimento 
 
4.1 Montagem do Carrinho 
O projeto foi desenvolvido usando como base um chassi de carrinho de controle 
remoto, onde foi aproveitado os motores DC (direção e frente ou ré) e os LEDs dos faróis. 
No meio do chassi a placa original do carro foi substituída pela Ponte H e logo em seguida 
foi instalado o Arduino, em cima do motor traseiro foi posicionada a protoboard, onde foram 
instalados o módulo Bluetooth e um Buzzer (buzina) e as ligações dos leds. Seguem 
imagens do desenvolvimento: 
 
Figura 11- Carrinho Desmontado – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
 
Figura 12- Esquema elétrico no fritzing – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
Figura 12 – Base do projeto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13 – Posicionamento das peças (Primeira montagem). 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
4.2 Programação 
A programação do software para o Arduino foi construída através de pesquisas e 
estudos com base nas linguagens C/C++. O upload e a compilação do software foram 
feitas através do programa original The open - source Arduino Software (IDE). Seguem 
imagens do desenvolvimento: 
Na imagem a seguir código de declaração das variáveis e dos pinos de saída do 
programa 
 
Figura 14- Código 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
Na imagem a seguir, o código de interação entre o bluetooth e comandos de velocidade 
dos motores e direção. 
 
Figura 15- Código Fonte – 
 Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
Na imagem a seguir código que controla dos motores, faróis e buzina. 
 
Figura 16 - Código Fonte – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
4.3 Comunicação com o Bluetooth – Appinventor 
Para conseguir esta comunicação com o shield Bluetooh foi desenvolvido um aplicativo 
para plataforma Android através da ferramenta Appinventor. Nela programamos botões 
para enviar as devidas letras conforme as funções que deveria exercer e a parte de 
pareamento com o Bluetooth. Na imagem a seguir a montagem da tela inicial do aplicativo. 
 
Figura 17- Tela do Aplicativo – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
Na imagem a seguir a comunicação do bluetooh do celular com o shield Bluetooth 
conectado ao arduino. 
 
Figura 18- Código Fonte do APP – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
Nas imagens a seguir, vê-se o código para a comunicação e o envio de dados. 
 
Figura 19- Código Fonte do APP – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
Figura 20- Código Fonte do APP – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
 
 
Figura 21- Código Fonte do APP – 
Fonte: Arquivo de PENIDO, Laís 
5. Considerações Finais 
 
Desde o início do projeto, acreditava-se num grande desafio a ser enfrentado e 
vencido. Através da Metodologia Ativa no desenvolvimento deste projeto, foi, com 
certeza, um grande aprendizado para todos os integrantes da equipe. 
A inovação deste método, que preza pelo interesse e esforço dos membros do time, 
tendo em vista que os professores apenas instruíram no início do projeto o caminho a 
seguir, é algo que deve ser levado em consideração para próximos projetos. Devido a 
exigência do Scrum, o time aprendeu de fato como é o funcionamento do trabalho em 
equipe e qual a sua importância. 
O projeto foi finalizado com sucesso e todos os objetivos citado no decorrer do 
projeto foi concluído. Todos os componentes de hardware do carrinho funcionaram 
perfeitamente juntamente com parte elétrica e assim podendo ser controlado pelo App 
desenvolvido para android tornado uma combinação perfeita de acessórios. 
Portanto, podemos concluir que o projeto foi de grande aprendizagem tanto teórico 
quanto na pratica e também podemos ter a certeza que combinação de hardware 
embarcado com android será para a robótica e para eletrônica um grande aliado. 
 Após o término do projeto, foi identificado oportunidade de incluir componentes 
novos, como: Sensor Ultrassônico e de Luminosidade, autofalantes, permitir o controle 
do carrinho através de controles de Playstation, entre outros. Foi também identificada a 
oportunidade de transformar um simples projeto interdisciplinar em um produto 
comercializado. Por exemplo, hoje em dia, temos em mãos a todo o momento um 
aplicativo android, em que podemos utilizar como ferramenta para controlar um carrinho 
ou até mesmo um robô para executar tarefas que poderiam ser arriscadas às pessoas 
ou até mesmo para analisar o ambiente através de câmeras e assim passamos 
informações reais e em tempo real para o ser humano pensar na melhor maneira de 
solucionar o problema. Portanto, fica como trabalhos futuros o aprimoramento do 
projeto e discussões de outras finalidades que podem ser baseadas no conhecimento 
do projeto de Desenvolvimento de Carro por meio de Hardware Embarca. 
 
6. REFERÊNCIAS 
Aecxrobot. Disponível em: <http://aecxrobot.blogspot.com.br/p/aula-10-ponte-h.html>. 
Imagem Ponte H. Acesso em 05 de abril de 2015. 
 
App Inventor. Disponível em: <http://ai2.appinventor.mit.edu/>. Imagem App Inventor. 
Acesso em 05 de abril de 2015. 
 
ARDUINO E CIA. Controle de motor de passo com ponte H L298N. Disponível em: 
<http://www.arduinoecia.com.br/2014/08/ponte-h-l298n-motor-de-passo.html>. Acesso em 
19 de março de 2015. 
 
ARDUINO. Site Oficial. What is Arduino? Disponível em: <http://www.arduino.cc/>. 
Acesso em 01 de março de 2015. 
 
AZEGA, Arduino Servomotor. Disponível em:<http://www.azega.com/arduino-servo-
motor-part-1>. Acesso em 20 de abril de 2015. 
 
Eletrônica didática. Disponível em: <http://www.eletronicadidatica.com.br/protoboard>. 
Imagem Protoboard. Acesso em 05 de abril de 2015. 
 
GOMES, Marcio Gomes. Conceito, referência e programação básicas com arduino. 
Disponível em: 
<http://issuu.com/marciogomes60/docs/conceitos__refer__ncias_e_programa_/1>.Porto 
Alegre – RS: Editora SMED 2014. Acesso em 01 de junho de 2015. 
 
Hobby components. Disponível em: <http://hobbycomponents.com/>. Imagem Ponte H. 
Acesso em 05 de abril de 2015. 
 
MONK, Simon. Programação com Arduino: Começando com Sketches. Série Tekne. 
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<http://www.oficinadanet.com.br/post/13849-o-que-e-android>. Escrito em 2014 e 
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PATSKO, Luiz Fernando. Tutorial de montagem de ponte H. Disponível em: 
<http://www.maxwellbohr.com.br/downloads/robotica/mec1000_kdr5000/tutorial_eletronica_
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RAMPAZZO, Lino. Metodologia Científica [para alunos dos cursos de graduação e 
pós-graduação]. 2ª Edição. São Paulo: Loyola, 2004. 
 
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<http://www.significados.com.br/android/>. Imagem Android. Acesso em 05 de abril de 
2015.